DE10163010B4 - Verfahren und Einrichtung zur sicheren Überwachung der Drehzahl einer elektrischen Maschine - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur sicheren Überwachung der Drehzahl einer elektrischen Maschine Download PDF

Info

Publication number
DE10163010B4
DE10163010B4 DE10163010A DE10163010A DE10163010B4 DE 10163010 B4 DE10163010 B4 DE 10163010B4 DE 10163010 A DE10163010 A DE 10163010A DE 10163010 A DE10163010 A DE 10163010A DE 10163010 B4 DE10163010 B4 DE 10163010B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
processor
speed
electric machine
current
output frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE10163010A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10163010A1 (de
Inventor
Dieter Dr. Eckardt
Carsten Dr. Rebbereh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE10163010A priority Critical patent/DE10163010B4/de
Priority to EP02008406A priority patent/EP1253490B1/de
Priority to US10/124,052 priority patent/US6745083B2/en
Publication of DE10163010A1 publication Critical patent/DE10163010A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10163010B4 publication Critical patent/DE10163010B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/093Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against increase beyond, or decrease below, a predetermined level of rotational speed
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00Safety arrangements
    • G05B9/02Safety arrangements electric
    • G05B9/03Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02Details
    • H02H3/05Details with means for increasing reliability, e.g. redundancy arrangements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)

Abstract

Verfahren zur sicheren Überwachung der Drehzahl einer mindestens zweiphasigen elektrischen Maschine (7) mittels eines ersten und eines zweiten Prozessors (1, 2), die Ergebnisse kreuzweise vergleichen,
– wobei beide Prozessoren (1, 2) über eine Kommunikationseinrichtung (19) miteinander verbunden sind,
– wobei der erste Prozessor (1) einen Regelungsalgorithmus abarbeitet und anhand eines geschätzten oder gemessenen Drehzahlwertes die Drehzahl der elektrischen Maschine (7) auf Überschreiten einer Drehzahlgrenze überwacht und/oder entsprechende Folgereaktionen durchführt,
– wobei dem zweiten Prozessor (2) zyklisch mindestens zwei zu verschiedenen Phasen der elektrischen Maschine (7) gehörige gemessene Stromistwerte der elektrischen Maschine (7) zugeführt werden,
– wobei der zweite Prozessor (2) aus den Stromistwerten jeweils einen Stromraumzeiger und einen für den Stromraumzeiger charakteristischen Winkel bestimmt,
– wobei der zweite Prozessor (2) die zeitliche Ableitung des Winkels und daraus eine aktuelle Ausgangsfrequenz eines der elektrischen Maschine (7) zugeordneten Umrichters (8) ermittelt und
– wobei der zweite...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur sicheren Überwachung der Drehzahl einer mindestens zweiphasigen elektrischen Maschine mittels eines ersten und eines zweiten Prozessors sowie hiermit korrespondierende Einrichtungen. Weiterhin betrifft sie eine numerische Steuerung mit einer solchen Einrichtung.
  • Der klassische Weg zur Überwachung einer Geschwindigkeitsgrenze führt über den Einsatz eines Gebers, der – zusätzlich zur normalen Drehzahlregelung – eine Überwachung der Drehzahl erlaubt. Eine solche klassische Anordnung ist in der 3 gezeigt. Ein Prozessor 1 fungiert als eine Regelung 11, der Sollwerte 5 als Eingangsgröße dienen und die über eine Pulserzeugung 9 und einen Umrichter 8 eine Maschine 7 ansteuert (hier eine dreiphasige Maschine). Aus den Phasenströmen werden entsprechende Istwerte an die Regelung 11 zurückgeführt. Über den Geber 27 und eine nachgeschaltete Geberauswertung 28 werden Gebersignale an die Regelung 11 sowie an eine zusätzliche Einheit 29 zur Fehlererkennung geliefert. Auch die Regelung liefert Werte an die Einheit 29. Hierbei ist das Auftreten genau eines Fehlers – Ausfall von Regelung 11 oder Geber 27 – aufgrund der dann auftretenden Inkonsistenz zwischen Geber- und Regelungsdaten erkennbar.
  • Soll der Antrieb jedoch geberlos betrieben werden, so gestaltet sich die Sachlage komplizierter (vgl. 4). Ein bekannter Lösungsweg lässt sich hierzu folgendermaßen charakterisieren: Man verwendet im wesentlichen zwei identische Strukturen, die mit identischen Eingangsdaten versorgt werden, und vergleicht kreuzweise Prozessdaten und Ergebnisse. Wie in 4 gezeigt, werden Sollwerte 5 einmal an den Prozessor 1 mit der Regelung 11 und zugleich an einen zweiten Prozessor 2 mit einer weiteren Regelung 30 geleitet. Ein kreuzweiser Daten vergleich erfolgt über eine Kommunikationsverbindung 19 zwischen den beiden Prozessoren 1 und 2. Über eine jeweilige Pulserzeugung 9 und 31 werden Ansteuersignale generiert, die eingangsseitig einer Einheit 32 zur logischen Verknüpfung und Identifikation von Abweichungen zugeführt werden. Hier ist somit der komplette Steuersatz redundant ausgeführt, die beiden resultierenden Sätze von Ansteuersignalen für die Transistoren des Umrichters 8 werden logisch verknüpft und so auf Fehler untersucht. Zur Ansteuerung der Transistoren werden nur die Signale des ersten Steuersatzes bzw. der ersten Pulserzeugung 9 herangezogen. Der Umrichter steuert die Maschine 7, wobei ebenfalls aus den Phasenströmen entsprechende Istwerte an die Regelungen 11 und 30 zurückgeführt werden.
  • Diese Vorgehensweise erlaubt die Identifikation einer Fehlfunktion in den genannten Strukturen. Das Problem durchziehender Lasten wird bei dieser Lösung nicht beherrscht.
  • Aus der DE 43 30 823 A1 ist ein Verfahren zur sicheren Überwachung der Drehzahl einer mehrphasigen elektrischen Maschine mittels eines ersten und eines zweiten Prozessors bekannt, bei dem der erste Prozessor einen Regelungsalgorithmus abarbeitet und anhand eines geschätzten oder gemessenen Drehzahlwertes die Drehzahl der elektrischen Maschine auf Überschreiten einer Drehzahlgrenze überwacht und/oder entsprechende Folgereaktionen durchführt. Dem zweiten Prozessor werden zyklisch mindestens zwei zu verschiedenen Phasen der elektrischen Maschine zugehörige gemessene Stromistwerte der elektrischen Maschine zugeführt. Er ermittelt daraus eine aktuelle Ausgangsfrequenz der Stromistwerte und überwacht anhand dieser Ausgangsfrequenz die Drehzahl auf Überschreiten der Drehzahlgrenze und/oder führt bei deren Überschreitung entsprechende Folgereaktionen durch.
  • Aus der EP 0 658 832 A2 ist ein Verfahren zur sicheren Überwachung der Drehzahl einer mehrphasigen elektrischen Maschine mittels eines ersten und eines zweiten Prozessors bekannt, bei dem ebenfalls der erste Prozessor einen Regelungsalgo rithmus abarbeitet und anhand eines geschätzten oder gemessenen Drehzahlwertes die Drehzahl der elektrischen Maschine auf Überschreiten einer Drehzahlgrenze überwacht und/oder entsprechende Folgereaktionen durchführt. Das Drehzahlsignal wird auch dem zweiten Prozessor zugeführt, so dass dieser die Drehzahl auf Überschreiten der Drehzahlgrenze überwachen und/oder bei deren Überschreitung entsprechende Folgereaktionen durchführen kann.
  • Ähnliche Offenbarungsgehalte sind der DE 197 45 490 A1 und der EP 0 321 920 A2 zu entnehmen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine sicher reduzierte Geschwindigkeit zu realisieren. Dabei ist "sicher" im Sinne der 1-Fehler-Sicherheit zu verstehen. Insbesondere soll dabei sichergestellt werden, dass der gesetzte Geschwindigkeitsgrenzwert auch bei Auftreten genau eines Fehlers im System nicht überschritten wird. Eine weitere Aufgabe ist, dass der Fehler darüber hinaus erkannt wird und zu einer sicheren Abschaltung des Antriebes führt.
  • Die Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 3, einrichtungstechnisch durch die Gegenstände der Ansprüche 11 und 12 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2, 4 bis 10 und 13.
  • Weitere Vorteile und Details der Erfindung ergeben sich anhand der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele und in Verbindung mit den Figuren. Es zeigen jeweils in Prinzipdarstellung:
  • 1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur sicheren Geschwindigkeitsüberwachung nach der Erfindung unter Einsatz einer Strommessung,
  • 2 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur sicheren Geschwindigkeitsüberwachung nach der Erfindung unter Einsatz einer Spannungsauswertung,
  • 3 eine herkömmliche Überwachungsstruktur mit Geber und
  • 4 eine bekannte geberlose Überwachungsstruktur.
  • Ein zentrales Element der Erfindung ist eine Struktur aus zwei Prozessoren wie sie im Vorangehenden beschrieben wurde, die jedoch im Gegensatz zu den bisherigen Lösungsansätzen auf unterschiedliche Weise die Überwachung der Geschwindigkeitsgrenze durchführen und die Ergebnisse kreuzweise vergleichen. Die beiden Darstellungen nach 1 und 2 zeigen zwei mögliche Ausführungsformen der Erfindung in Form von Blockschaltbildern.
  • Die beiden Prozessoren 1 und 2 sind über eine Kommunikationseinrichtung 19 verbunden. Dies kann eine parallele oder auch eine (nicht notwendigerweise sichere) serielle Verbindung sein. Die Prozessoren 1 und 2 müssen nicht notwendig in räumlicher Nähe zueinander angeordnet sein. Beide Prozessoren 1, 2 werden von einer überlagerten Steuerung 3 angesteuert und mit Sollwerten 5 beaufschlagt. Außerdem werden Sicherheitsparameter 6 an den jeweiligen Prozessoren 1, 2 zugeordnete Überwachungseinheiten 13 und 14 geleitet. Die Überwachungseinheiten 13, 14 dienen zur Auslösung eines sicheren Halts 10 sowie von Bremskommandos 22 und 23, welche über die jeweiligen Regelungseinheiten 11 und 12 ausgeführt werden. Eine Ansteuerung von Pulserzeugung 9, Umrichter 8 und Maschine 7 erfolgt in den Ausführungsbeispielen nur durch den ersten Prozessor 1. Ein Gebersystem 27 kann optional vorhanden sein, wird jedoch für die Funktion nach der Erfindung nicht benötigt.
  • Der erste Prozessor 1 arbeitet den regulären Regelungsalgorithmus der Regelung 11 ab und führt anhand eines geschätzten oder auch gemessenen Drehzahlwertes (z.B. Schätzwert 24 der Ständerfrequenz) die gewünschte Überwachung 13 auf Überschreitung der Drehzahlgrenze durch. Bei Überschreitung der Grenze wird zunächst das Kommando 22 "Bremsen" an die Regelung 11 gegeben und entweder bei Erreichen der Drehzahl 0 oder sobald feststellbar ist, dass keine ausreichende Bremswirkung erzielt werden kann, ein Eintritt in den sicheren Halt 10 eingeleitet.
  • Der zweite Prozessor 2 ermittelt entweder aus den (ohnehin erfassten) Stromistwerten (vgl. 1) oder aus einer Rekonstruktion der Spannung aus den Ansteuersignalen der Transistoren (vgl. 2) die aktuelle Ausgangsfrequenz des Umrichters 8 und führt in analoger Weise zum ersten Prozessor 1 eine Grenzwertüberwachung 14 und entsprechende Folgereaktionen bei dessen Überschreitung durch.
  • Zur Ermittlung der Ausgangsfrequenz im Prozessor 2, beispielsweise auf Basis der gemessenen Ströme wie in 1 gezeigt, wird aus den (in der Regel zwei) gemessenen Phasenströmen der Stromraumzeiger errechnet. Dazu werden die Phasenströme zyklisch abgetastet und die Messwerte digitalisiert. Die zeitliche Ableitung des Winkels des Stromraumzeigers entspricht gerade der gesuchten Ausgangsfrequenz. Zur Vermeidung von Problemen bei der Differentiation können noch geeignete Tiefpassfilterungen der einzelnen Signale vorgenommen werden. Diese Maßnahmen erfolgen in einer Einheit 12 zur Ermittlung der Signalfrequenz und zur Überwachung der Signale auf Plausibilität, die einen Messwert 25 der Ständerfrequenz an die Überwachungseinheit 14 liefert. Die Messung von zwei Phasenströmen erlaubt zudem eine Auswertung der Phasenbeziehung der beiden Ströme, so dass der Ausfall einer der drei Phasen detektiert werden kann. Fehler im Leistungsteil werden also mit erfasst.
  • Alternativ können die Spannungssignale ausgewertet werden wie in dem Ausführungsbeispiel nach 2 gezeigt. Die Anordnung entspricht, abgesehen von der Ermittlung der Ausgangsfrequenz, im wesentlichen der aus 1. Dazu werden aus den von der Pulserzeugung 9 gelieferten Ansteuersignalen der Transistoren die zugehörigen Spannungen durch eine geeignete Filterung rekonstruiert. Dazu genügen zwei in unterschiedlichen Zweigen der Brücke angeordnete Transistoren.
  • Als Filter 32 kann im einfachsten Fall ein P-T1-Glied mit einer hinreichend niedrigen Grenzfrequenz (größer als maximale Ausgangsfrequenz, deutlich kleiner als die Pulsfrequenz) verwendet werden. Da nur die Ansteuersignale der Transistoren zur Auswertung herangezogen werden, können bei diesem Verfahren keine Fehler im Leistungsteil ermittelt werden. Hier erfolgt die Erkennung jedoch im Rahmen der Regelungs- und Schutzmechanismen des Umrichters 8, da diese eine Auswertung der aktuell fließenden Ströme umfassen.
  • Eine Überwachung der Ausgangsfrequenz als Maß für die wirkliche Drehzahl des Motors ist aus den folgenden Gründen zulässig:
    • – Bei Synchronmaschinen ist die (elektrische) Drehzahl gerade gleich der Frequenz der Ausgangsspannung; sollte die Maschine außer Tritt gefallen sein, so wird dieser Fehlerzustand aufgrund der hohen Ausgleichsströme erkannt und der Umrichter 8 abgeschaltet.
    • – Bei Asynchronmotoren unterscheidet sich die (elektrische) Drehzahl um den Schlupf von der Ausgangsfrequenz des Umrichters; dabei ist im motorischen Betrieb die Drehzahl stets kleiner als die Frequenz der Spannung, insofern also vom Sicherheitsstandpunkt unproblematisch; generatorischer Betrieb führt zu einem im Rahmen der Projektierung bekannten maximalen übersynchronen Betriebszustand, der durch geeignete Wahl des Grenzwertes beherrschbar bleibt.
    • – Tritt bei einer Asynchronmaschine ein Drahtbruch auf, so verfügt sie über ein geringeres Drehmoment als im Normalbe trieb; es kann also im motorischen Betrieb keine höhere Drehzahl auftreten als im fehlerfreien Betrieb; generatorische Betriebszustände können unter Umständen zu einer Überschreitung der zulässigen Grenzdrehzahl führen, da das Moment der Maschine nicht mehr ausreicht, um eine durchziehende Last zu bremsen; die Verwendung von durchziehenden Lasten muss daher auf Drehmomente beschränkt bleiben, die auch von der zweiphasig betriebenen Maschine noch beherrscht werden. Dies ist bei der Projektierung der Anlage zu beachten. Unter dieser Voraussetzung können beim vorliegenden Verfahren auch durchziehende Lasten beherrscht werden. Zur sicheren Erkennung des Fehlers muss dabei die Strommessung zum Einsatz kommen.
  • Bei Aktivierung der Funktion 26 "sicher reduzierte Geschwindigkeit" erfolgt eine Aktivierung 33 der Überwachungen 13 und 14 und es wird zudem der Drehzahlsollwert zweikanalig (einmal im Prozessor 2, danach nochmals im Prozessor 1) auf den Grenzwert limitiert (Begrenzungen 20 und 21 mit Aktivierung 34), so dass die Regelung zuverlässig einen korrekten Sollwert erhält.
  • Wird die sicher reduzierte Geschwindigkeit von einer höheren als der Grenzdrehzahl aus aktiviert, so muss zunächst ein Bremsvorgang auf die Grenzdrehzahl hin erfolgen. Dabei kann permanent überwacht werden, ob der Motor 7 wirklich mit der gewünschten Rate verzögert, und im Abweichungsfall sofort der sichere Halt 10 eingeleitet werden.
  • Grundlage der funktionierenden Zusammenarbeit zwischen den beiden Prozessoren 1 und 2 ist die korrekte Funktion der Zeitbasen. Daher werden in beiden Prozessoren mittels jeweils zugeordneten Timern 15 und 16 Taktsignale erzeugt, die dem jeweils anderen Prozessor 2, 1 zur Auswertung zur Verfügung gestellt werden. Dieser ermittelt die Periodendauer des Signals (Einheiten 17 und 18) und vergleicht sie mit dem bekannten Normalwert. Ist die Abweichung größer als eine Toleranz grenze, so ist eine der Zeitbasen verstimmt, und es muss der sichere Halt 10 herbeigeführt werden.
  • Zusätzlich zu den genannten Sicherheitsfunktionen kann eine optionale übergeordnete Steuerung 3 zyklisch die relevanten Sicherheitsparameter in beiden Prozessoren 1, 2 prüfen und ggf. den Antrieb stillsetzen.
  • Als spezielle Ausführungsform verwendet man als Prozessor 1 den ohnehin für die Regelung vorhandenen Prozessor und für Prozessor 2 den (ebenfalls ohnehin vorhandenen) Kommunikationsprozessor, welcher für eine Feldbusanbindung 4 zuständig ist.
  • Als Alternative zu der voranstehend beschriebenen Ausführungsform gemäß der Erfindung, bei der zwei Prozessoren nicht näher bestimmten Typs, also auch gleichen Typs, die Überwachung auf unterschiedliche Weise ausführen, lassen sich auch zwei unterschiedliche Prozessoren, also mit unterschiedlicher Bauart oder von verschiedenen Herstellern – einsetzen, die dann auf unterschiedliche oder aber auch auf gleiche Weise eine Überwachung vornehmen können. Indem beispielsweise beide Prozessoren 1, 2 dieselbe Überwachung in gleicher Weise durchführen und dabei Prozessoren 1, 2 unterschiedlichen Typs zum Einsatz kommen, lassen sich Auswirkungen systematischer Fehler eines Prozessortyps eliminieren.

Claims (13)

  1. Verfahren zur sicheren Überwachung der Drehzahl einer mindestens zweiphasigen elektrischen Maschine (7) mittels eines ersten und eines zweiten Prozessors (1, 2), die Ergebnisse kreuzweise vergleichen, – wobei beide Prozessoren (1, 2) über eine Kommunikationseinrichtung (19) miteinander verbunden sind, – wobei der erste Prozessor (1) einen Regelungsalgorithmus abarbeitet und anhand eines geschätzten oder gemessenen Drehzahlwertes die Drehzahl der elektrischen Maschine (7) auf Überschreiten einer Drehzahlgrenze überwacht und/oder entsprechende Folgereaktionen durchführt, – wobei dem zweiten Prozessor (2) zyklisch mindestens zwei zu verschiedenen Phasen der elektrischen Maschine (7) gehörige gemessene Stromistwerte der elektrischen Maschine (7) zugeführt werden, – wobei der zweite Prozessor (2) aus den Stromistwerten jeweils einen Stromraumzeiger und einen für den Stromraumzeiger charakteristischen Winkel bestimmt, – wobei der zweite Prozessor (2) die zeitliche Ableitung des Winkels und daraus eine aktuelle Ausgangsfrequenz eines der elektrischen Maschine (7) zugeordneten Umrichters (8) ermittelt und – wobei der zweite Prozessor (2) anhand der aktuellen Ausgangsfrequenz die Drehzahl auf Überschreiten der Drehzahlgrenze überwacht und/oder bei deren Überschreitung entsprechende Folgereaktionen durchführt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Durchführung der zeitlichen Ableitung eine Tiefpassfilterung erfolgt.
  3. Verfahren zur sicheren Überwachung der Drehzahl einer mindestens zweiphasigen elektrischen Maschine (7) mittels eines ersten und eines zweiten Prozessors (1, 2), die Ergebnisse kreuzweise vergleichen, – wobei beide Prozessoren (1, 2) über eine Kommunikationseinrichtung (19) miteinander verbunden sind, – wobei der erste Prozessor (1) einen Regelungsalgorithmus abarbeitet und anhand eines geschätzten oder gemessenen Drehzahlwertes die Drehzahl der elektrischen Maschine (7) auf Überschreiten einer Drehzahlgrenze überwacht und/oder entsprechende Folgereaktionen durchführt, – wobei dem zweiten Prozessor (2) eine Rekonstruktion der Spannung von Ansteuersignalen eines der elektrischen Maschine (7) zugeordneten Umrichters (8) zugeführt wird, – wobei der zweite Prozessor (2) anhand der Rekonstruktion der Spannung die aktuelle Ausgangsfrequenz des Umrichters (8) ermittelt und – wobei der zweite Prozessor (2) anhand der aktuellen Ausgangsfrequenz die Drehzahl auf Überschreiten der Drehzahlgrenze überwacht und/oder bei deren Überschreitung entsprechende Folgereaktionen durchführt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rekonstruktion der Spannung der Ansteuersignale des Umrichters (8) durch eine Filterung erfolgt, insbesondere durch eine Filterung mit einem P-T1-Glied (32), das eine Grenzfrequenz aufweist, die über der maximalen Ausgangsfrequenz und unter der Pulsfrequenz des Umrichters (8) liegt.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuersignale von mindestens zwei Stromventilen in unterschiedlichen Zweigen einer Brücke des Umrichters (8) ausgewertet werden.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine aktuelle Drehzahl gleich der ermittelten Ausgangsfrequenz angenommen wird und ein außer Tritt Fallen anhand hoher Ausgleichsströme erkannt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Auftreten hoher Ausgleichsströme eine Abschaltung des Umrichters (8) erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehzahlsollwert mit dem ersten und dem zweiten Prozessor (1, 2) zweikanalig auf einen vorgegebenen Grenzwert begrenzt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Prozessoren (1, 2) auf der Grundlage einer gemeinsamen Zeitbasis arbeiten, dass in beiden Prozessoren über Zeitgeber (15, 16) Taktsignale erzeugt werden, dass die Taktsignale dem jeweils anderen Prozessor (2, 1) zum Vergleich mit einem Nominalwert bereitgestellt werden und dass im Fall einer Abweichung ein sicherer Halt herbeigeführt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessoren (1, 2) ihre jeweilige Überwachung auf unterschiedliche Weise durchführen.
  11. Einrichtung zur sicheren Überwachung der Drehzahl einer mindestens zweiphasigen elektrischen Maschine (7) mit einem ersten und einem zweiten Prozessor (1, 2), die Ergebnisse kreuzweise vergleichen, – wobei beide Prozessoren (1, 2) über eine Kommunikationseinrichtung (19) miteinander verbunden sind, – wobei mittels des ersten Prozessors (1) ein Regelungsalgorithmus abarbeitbar und anhand eines geschätzten oder gemessenen Drehzahlwertes die Drehzahl der elektrischen Maschine (7) auf Überschreiten einer Drehzahlgrenze überwachbar und/oder entsprechende Folgereaktionen durchführbar sind, – wobei dem zweiten Prozessor (2) zyklisch mindestens zwei zu verschiedenen Phasen der elektrischen Maschine (7) gehörige gemessene Stromistwerte der elektrischen Maschine (7) zuführbar sind, – wobei mittels des zweiten Prozessors (2) aus den Stromistwerten jeweils ein Stromraumzeiger und ein für den Stromraumzeiger charakteristischer Winkel bestimmbar sind, – wobei mittels des zweiten Prozessors (2) die zeitliche Ableitung des Winkels und daraus eine aktuelle Ausgangsfrequenz eines der elektrischen Maschine (7) zugeordneten Umrichters (8) ermittelbar sind und – wobei mittels des zweiten Prozessors (2) anhand der aktuellen Ausgangsfrequenz die Drehzahl auf Überschreiten der Drehzahlgrenze überwachbar und/oder bei deren Überschreitung entsprechende Folgereaktionen durchführbar sind.
  12. Einrichtung zur sicheren Überwachung der Drehzahl einer mindestens zweiphasigen elektrischen Maschine (7) mit einem ersten und einem zweiten Prozessor (1, 2), die Ergebnisse kreuzweise vergleichen, – wobei beide Prozessoren (1, 2) über eine Kommunikationseinrichtung (19) miteinander verbunden sind, – wobei mittels des ersten Prozessors (1) ein Regelungsalgorithmus abarbeitbar und anhand eines geschätzten oder gemessenen Drehzahlwertes die Drehzahl der elektrischen Maschine (7) auf Überschreiten einer Drehzahlgrenze überwachbar und/oder entsprechende Folgereaktionen durchführbar sind, – wobei dem zweiten Prozessor (2) eine Rekonstruktion der Spannung von Ansteuersignalen eines der elektrischen Maschine (7) zugeordneten Umrichters (8) zuführbar sind, – wobei mittels des zweiten Prozessors (2) anhand der Rekonstruktion der Spannung die aktuelle Ausgangsfrequenz des Umrichters (8) ermittelbar ist und – wobei mittels des zweiten Prozessors (2) anhand der aktuellen Ausgangsfrequenz die Drehzahl auf Überschreiten der Drehzahlgrenze überwachbar und/oder bei deren Überschreitung entsprechende Folgereaktionen durchführbar sind.
  13. Numerische Steuerung mit einer Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Prozessor (1) als Regelungsprozessor der Steuerung und der zweite Prozessor (2) als für eine Kommunikationsanbindung vorgesehener Kommunikationsprozessor ausgebildet ist oder dass der erste Prozessor (1) als für eine Kommunikationsanbindung vorgesehener Kommunikationsprozessor und der zweite Prozessor (2) als Regelungsprozessor der Steuerung ausgebildet ist.
DE10163010A 2001-04-25 2001-12-20 Verfahren und Einrichtung zur sicheren Überwachung der Drehzahl einer elektrischen Maschine Expired - Lifetime DE10163010B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10163010A DE10163010B4 (de) 2001-04-25 2001-12-20 Verfahren und Einrichtung zur sicheren Überwachung der Drehzahl einer elektrischen Maschine
EP02008406A EP1253490B1 (de) 2001-04-25 2002-04-12 Verfahren und Vorrichtung zur sicheren Geschwindigkeitsüberwachung
US10/124,052 US6745083B2 (en) 2001-04-25 2002-04-17 Method and device for safely monitoring a speed of an electric machine

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10120283 2001-04-25
DE10120283.0 2001-04-25
DE10163010A DE10163010B4 (de) 2001-04-25 2001-12-20 Verfahren und Einrichtung zur sicheren Überwachung der Drehzahl einer elektrischen Maschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10163010A1 DE10163010A1 (de) 2002-11-14
DE10163010B4 true DE10163010B4 (de) 2007-01-25

Family

ID=7682683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10163010A Expired - Lifetime DE10163010B4 (de) 2001-04-25 2001-12-20 Verfahren und Einrichtung zur sicheren Überwachung der Drehzahl einer elektrischen Maschine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10163010B4 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010000489A1 (de) * 2008-07-03 2010-01-07 Danaher Motion Gmbh Verfahren zur bestimmung der position des antriebs einer elektrischen maschine, wie motor, aus dem zugeführten strom, und einrichtung zur ausführung des verfahrens
DE102009038060A1 (de) 2009-08-19 2011-03-03 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur sicheren Überwachung einer Drehzahl durchziehender Lasten
US7952314B2 (en) 2006-05-24 2011-05-31 Siemens Aktiengesellschaft Electronic control device of an electrical drive system with redundant disconnection device
DE102009052872A1 (de) 2009-11-13 2011-06-01 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur sicherheitsgerichteten Drehzahlüberwachung einer Elektromaschine
DE102011009927A1 (de) 2011-01-31 2012-08-02 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines vorgegebenen Drehzahlwertes bei einem Antrieb
DE102011009932A1 (de) 2011-01-31 2012-08-02 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines vorgegebenen Drehzahlwertes bei einem Antrieb

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4185753B2 (ja) * 2002-10-07 2008-11-26 トヨタ自動車株式会社 電動機の運転制御装置
DE10261454B4 (de) * 2002-12-31 2010-04-08 Danfoss Drives A/S Motorsteuerung mit sicherem Halt
DE102004019284A1 (de) * 2004-04-21 2005-11-10 Aradex Ag Vorrichtung zum Betrieb eines Synchronmotors
DE102005037189A1 (de) * 2005-08-06 2007-02-08 Reis Gmbh & Co. Kg Maschinenfabrik Verfahren und Schaltungsanordnung zur sicheren Zustandsüberwachung einer Antriebseinheit mit Mehrphasenmotor
DE102006042038B3 (de) 2006-09-07 2008-02-07 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur sicheren Drehmomentbegrenzung
DE102009035998A1 (de) 2009-07-27 2011-02-03 Pilz Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum fehlersicheren Überwachen einer Bewegungsgröße an einem elektrischen Antrieb
EP2504900B1 (de) 2009-11-23 2018-04-18 Pilz GmbH & Co. KG Sicherheitsschaltungsanordnung und verfahren zum fehlersicheren überwachen einer bewegungsgrösse
DE102009055991A1 (de) 2009-11-23 2011-05-26 Pilz Gmbh & Co. Kg Sicherheitsschaltungsanordnung und Verfahren zum fehlsicheren Überwachen einer Bewegungsgröße
DE102011103884A1 (de) 2010-07-23 2012-01-26 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Betreiben einer Anlage und Anlage
WO2015047123A1 (en) * 2013-09-25 2015-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Fault detection in dual microprocessor electronic trip unit
EP3001271B1 (de) 2014-09-24 2020-03-18 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Bewegungsgröße eines Antriebs
EP3182139A1 (de) * 2015-12-17 2017-06-21 Siemens Aktiengesellschaft Fehlersichere geschwindigkeitsüberwachung eines antriebs
DE102016204965B4 (de) * 2016-03-24 2023-05-04 Wago Verwaltungsgesellschaft Mbh Sicherheitssteuerung und Verfahren zum Betreiben einer Sicherheitssteuerung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0321920A2 (de) * 1987-12-23 1989-06-28 E.I. Du Pont De Nemours And Company Zentrifugalregelsystem mit zwei Prozessoren
DE3825280A1 (de) * 1988-07-26 1990-02-01 Bayerische Motoren Werke Ag Steuersystem fuer stelleinrichtungen eines kraftfahrzeugs
DE4136338A1 (de) * 1991-11-05 1993-05-06 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De Verfahren und vorrichtung zur fehlerbehandlung in elektronischen steuergeraeten
DE4330823A1 (de) * 1993-09-13 1995-03-16 Bosch Gmbh Robert Antriebsvorrichtung mit einer Sicherheitseinrichtung für den Sonderbetrieb
EP0658832A2 (de) * 1993-12-16 1995-06-21 Siemens Aktiengesellschaft Einrichtung zur Steuerung einer Werkzeugmaschine oder eines Roboters
DE19745490A1 (de) * 1997-10-15 1999-04-22 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Verfahren und Schaltungsanordnung zur Überwachung des Betriebszustands von Elektromotoren

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0321920A2 (de) * 1987-12-23 1989-06-28 E.I. Du Pont De Nemours And Company Zentrifugalregelsystem mit zwei Prozessoren
DE3825280A1 (de) * 1988-07-26 1990-02-01 Bayerische Motoren Werke Ag Steuersystem fuer stelleinrichtungen eines kraftfahrzeugs
DE4136338A1 (de) * 1991-11-05 1993-05-06 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De Verfahren und vorrichtung zur fehlerbehandlung in elektronischen steuergeraeten
DE4330823A1 (de) * 1993-09-13 1995-03-16 Bosch Gmbh Robert Antriebsvorrichtung mit einer Sicherheitseinrichtung für den Sonderbetrieb
EP0658832A2 (de) * 1993-12-16 1995-06-21 Siemens Aktiengesellschaft Einrichtung zur Steuerung einer Werkzeugmaschine oder eines Roboters
DE19745490A1 (de) * 1997-10-15 1999-04-22 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Verfahren und Schaltungsanordnung zur Überwachung des Betriebszustands von Elektromotoren

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7952314B2 (en) 2006-05-24 2011-05-31 Siemens Aktiengesellschaft Electronic control device of an electrical drive system with redundant disconnection device
WO2010000489A1 (de) * 2008-07-03 2010-01-07 Danaher Motion Gmbh Verfahren zur bestimmung der position des antriebs einer elektrischen maschine, wie motor, aus dem zugeführten strom, und einrichtung zur ausführung des verfahrens
DE102009038060A1 (de) 2009-08-19 2011-03-03 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur sicheren Überwachung einer Drehzahl durchziehender Lasten
DE102009038060A8 (de) * 2009-08-19 2011-06-01 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur sicheren Überwachung einer Drehzahl durchziehender Lasten
DE102009052872A1 (de) 2009-11-13 2011-06-01 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur sicherheitsgerichteten Drehzahlüberwachung einer Elektromaschine
DE102011009927A1 (de) 2011-01-31 2012-08-02 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines vorgegebenen Drehzahlwertes bei einem Antrieb
DE102011009932A1 (de) 2011-01-31 2012-08-02 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines vorgegebenen Drehzahlwertes bei einem Antrieb
DE102011009927B4 (de) 2011-01-31 2018-05-17 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines vorgegebenen Drehzahlwertes bei einem Antrieb
DE102011009932B4 (de) 2011-01-31 2018-05-17 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines vorgegebenen Drehzahlwertes bei einem Antrieb

Also Published As

Publication number Publication date
DE10163010A1 (de) 2002-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10163010B4 (de) Verfahren und Einrichtung zur sicheren Überwachung der Drehzahl einer elektrischen Maschine
EP1253490B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur sicheren Geschwindigkeitsüberwachung
EP1911058B1 (de) Sicherheitsschaltgerät zum steuern einer sicherheitstechnischen einrichtung in einen sicheren zustand
EP2309641B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum fehlersicheren Überwachen eines elektromotorischen Antriebs
DE19529644A1 (de) Steuerung für eine elektrische Servolenkung
WO2009065667A1 (de) Überwachen von temperatursensoren eines pulswechselrichters
EP1750188B1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur sicheren Zustandsüberwachung einer Antriebseinheit mit Mehrphasenmotor
EP3058652B1 (de) Steuergerät mit sicherheitsabschaltung
EP3109999B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ermittlung einer physikalischen grösse einer mehrphasen-synchronmaschine
DE102015226382A1 (de) Verfahren und Anordnung zur Überwachung einer PSM-Maschine
EP2160349A1 (de) Anordnung, modul und verfahren zum sicheren betreiben einer anlage
WO2007042159A1 (de) Ansteursystem für eine elektrische maschine
EP4034949B1 (de) Programmierbarer elektronischer leistungssteller
DE4234501A1 (de) Steuerungsverfahren zur Begrenzung der Antriebskraft eines Antriebs, insbesondere eines Tür- oder Drehflügelantriebs sowie zugehörige Sicherheitsschaltung
WO1988005570A1 (en) Process and device for monitoring computer-controlled final control elements
DE19745490A1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Überwachung des Betriebszustands von Elektromotoren
EP2126536B1 (de) Vorrichtung und verfahren für einen funktionstest einer bremse
DE102007017285A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen von Drehstrommaschinen
DE102015201543A1 (de) Ansteuerungsverfahren zur Stillstandssicherung einer elektrischen Maschine
EP0988677B1 (de) Sicherheitsvorrichtung für einen antrieb
DE10154690A1 (de) Verfahren zur sicherheitsgerichteten Drehzahlüberwachung eines geregelten Antriebsmotors
WO2017194546A1 (de) Überwachungsanordnung zur überwachung eines sicherheitsgebers und verfahren zur überwachung eines sicherheitsgeberbs
DE102021200814A1 (de) Verfahren zur Erfassung wenigstens eines Parameters einer elektrischen Maschine
EP1736842B1 (de) Maschinensteuerung für eine gefahrbringende Aktionen ausführende Maschine wie Presse mit zumindest einem Abschaltpfad
EP2146426B1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Antriebseinrichtung und Antriebseinrichtung zur Ausführung des Verfahrens

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R071 Expiry of right